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電磁發(fā)射原理(軍隊雙重建設(shè)教材) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030719416
- 條形碼：9787030719416 ; 978-7-03-071941-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
電磁發(fā)射原理(軍隊雙重建設(shè)教材) 內(nèi)容簡介
本書為軍隊“雙重”建設(shè)教材，主要講解電磁發(fā)射的相關(guān)知識。全書共分為5章，主要內(nèi)容包括緒論、儲能原理、大功率變流技術(shù)、直線電機原理，以及電磁發(fā)射技術(shù)應(yīng)用。每章在編寫過程中都力求理論聯(lián)系實際，既闡明基本概念、基本原理、基本公式，又給出電磁發(fā)射裝備設(shè)計與運行時的數(shù)據(jù)和曲線；同時，力求給出相關(guān)內(nèi)容的新發(fā)展、新成就和新應(yīng)用。 本書可作為電磁發(fā)射專業(yè)本科生教材或電磁發(fā)射裝置培訓用教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考資料。
電磁發(fā)射原理(軍隊雙重建設(shè)教材) 目錄
目錄
**章 緒論 1
**節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)概述 1
一、電磁發(fā)射系統(tǒng)組成 1
二、電磁發(fā)射技術(shù)分類 4
三、電磁發(fā)射技術(shù)特點 5
第二節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 6
一、國外發(fā)展現(xiàn)狀 6
二、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 17
第三節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)發(fā)展方向及推廣應(yīng)用前景 20
一、電磁發(fā)射技術(shù)三大分支 20
二、推廣應(yīng)用前景 21
思考題 22
本章參考文獻 22
第二章 儲能原理 23
**節(jié) 概述 23
一、儲能的概念 23
二、儲能的分類 25
三、表征儲能特性的參數(shù) 26
四、儲能技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 27
五、電磁發(fā)射中儲能技術(shù)的應(yīng)用 29
第二節(jié) 飛輪儲能 30
一、飛輪儲能的基本原理及特點 30
二、典型飛輪儲能裝置的能量存儲與釋放 39
三、飛輪儲能技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)問題 43
第三節(jié) 電化學儲能 45
一、能量密度和功率密度 46
二、電化學儲能電源的組成 47
三、電化學儲能電源的分類 48
四、四種典型的電化學儲能電源的基本原理 49
五、電磁發(fā)射用蓄電池 54
第四節(jié) 電容儲能 55
一、高壓脈沖電容器 56
二、超級電容器 59
第五節(jié) 電感儲能 67
一、電感儲能基本原理 69
二、典型電感儲能脈沖系統(tǒng)充放電過程分析 70
三、超導儲能 73
四、電感儲能技術(shù)發(fā)展趨勢 76
第六節(jié) 混合儲能 77
一、混合儲能系統(tǒng)的組合方式與結(jié)構(gòu) 77
二、電磁發(fā)射中的混合儲能 81
思考題 94
本章參考文獻 94
第三章 大功率變流技術(shù) 97
**節(jié) 電磁發(fā)射系統(tǒng)中的變流技術(shù) 97
一、電力電子技術(shù)在電磁發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用 97
二、電磁發(fā)射系統(tǒng)中常用的電力電子器件 99
三、大容量開關(guān)器件的串并聯(lián)問題 103
第二節(jié) 三相六脈波整流電路 107
一、三相橋式不可控整流電路 107
二、三相橋式可控整流電路 111
三、六脈波整流電路的諧波和功率因數(shù) 113
第三節(jié) 基于移相變壓器的多脈波整流電路 118
一、Y/Y△十二脈波整流電路 118
二、大功率移相變壓器 121
三、串聯(lián)型多脈波二極管整流器 136
四、分離型多脈波二極管整流器 144
第四節(jié) 多脈波整流系統(tǒng)直流側(cè)諧波抑制技術(shù) 148
一、帶雙抽頭均衡電抗器的六相整流電路 149
二、幾種常見整流電路的對比分析 155
三、不同抽頭數(shù)時的電路特性分析 157
第五節(jié) 多電平逆變器基本概論 158
一、多電平逆變器的定義和發(fā)展 159
二、多電平逆變器的基本工作原理、分類及特點 161
三、多電平逆變器的基本單元分析法 164
四、多電平逆變器的PWM控制 170
第六節(jié) 二極管鉗位式多電平逆變器 177
一、鉗位式多電平逆變器的分類 177
二、二極管鉗位式三電平半橋單元 177
三、單相全橋式二極管鉗位式三電平逆變電路 184
四、三相二極管鉗位式三電平逆變器 187
五、二極管鉗位式五電平逆變器 203
第七節(jié) H橋級聯(lián)式多電平逆變器 206
一、級聯(lián)式多電平逆變器的結(jié)構(gòu)及特點 206
二、2H橋級聯(lián)式多電平逆變器 210
三、3H橋級聯(lián)式多電平逆變器 220
第八節(jié) 脈沖功率電源技術(shù) 226
一、脈沖功率電源方案 226
二、高壓變換電源技術(shù) 227
思考題 232
本章參考文獻 233
第四章 直線電機原理 234
**節(jié) 直線電機概述 234
一、直線電機與旋轉(zhuǎn)電機的區(qū)別 234
二、直線電機基本概念 235
三、基本電磁場方程式 238
四、直線電機的類型 239
五、直線電機的應(yīng)用 242
第二節(jié) 直線感應(yīng)電機 243
一、直線感應(yīng)電機的發(fā)展及應(yīng)用 243
二、直線感應(yīng)電機的類型及原理 244
三、直線感應(yīng)電機與普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機的區(qū)別 248
四、直線感應(yīng)電機的優(yōu)點和缺點 253
五、直線電機的工作原理 254
六、直線電機氣隙磁場 257
七、直線感應(yīng)電機中幾種常用的繞組形式 267
八、等值電路及參數(shù)計算公式 272
九、電磁彈射器用直線感應(yīng)電機 278
第三節(jié) 直線感應(yīng)電機控制技術(shù) 285
一、直線感應(yīng)電機動態(tài)數(shù)學模型的建立 285
二、電磁彈射的動力學特征 287
三、速度開環(huán)與閉環(huán)控制 289
四、彈射系統(tǒng)控制過程 293
五、電磁彈射感應(yīng)電機的接近式位置檢測 296
六、長初級直線電機分段供電技術(shù) 298
七、緊急制動原理 300
八、電磁彈射系統(tǒng)仿真分析 300
思考題 305
本章參考文獻 306
第五章 電磁發(fā)射技術(shù)應(yīng)用 310
**節(jié) 電磁彈射系統(tǒng) 310
第二節(jié) 電磁軌道炮系統(tǒng) 315
一、電容器饋電軌道炮系統(tǒng)組成 315
二、電容器饋電系統(tǒng)中組件的設(shè)定 315
三、電容器饋電軌道炮系統(tǒng)仿真分析 316
第三節(jié) 電磁感應(yīng)線圈炮系統(tǒng) 318
一、重接式電磁感應(yīng)線圈炮系統(tǒng)工作原理 318
二、多級重接式電磁線圈炮系統(tǒng) 320
第四節(jié) 火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng) 324
一、火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng)組成 324
二、火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng)工作原理 326
三、線圈式火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng) 326
思考題 329
本章參考文獻 329
**章 緒論 1
**節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)概述 1
一、電磁發(fā)射系統(tǒng)組成 1
二、電磁發(fā)射技術(shù)分類 4
三、電磁發(fā)射技術(shù)特點 5
第二節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 6
一、國外發(fā)展現(xiàn)狀 6
二、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 17
第三節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)發(fā)展方向及推廣應(yīng)用前景 20
一、電磁發(fā)射技術(shù)三大分支 20
二、推廣應(yīng)用前景 21
思考題 22
本章參考文獻 22
第二章 儲能原理 23
**節(jié) 概述 23
一、儲能的概念 23
二、儲能的分類 25
三、表征儲能特性的參數(shù) 26
四、儲能技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 27
五、電磁發(fā)射中儲能技術(shù)的應(yīng)用 29
第二節(jié) 飛輪儲能 30
一、飛輪儲能的基本原理及特點 30
二、典型飛輪儲能裝置的能量存儲與釋放 39
三、飛輪儲能技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)問題 43
第三節(jié) 電化學儲能 45
一、能量密度和功率密度 46
二、電化學儲能電源的組成 47
三、電化學儲能電源的分類 48
四、四種典型的電化學儲能電源的基本原理 49
五、電磁發(fā)射用蓄電池 54
第四節(jié) 電容儲能 55
一、高壓脈沖電容器 56
二、超級電容器 59
第五節(jié) 電感儲能 67
一、電感儲能基本原理 69
二、典型電感儲能脈沖系統(tǒng)充放電過程分析 70
三、超導儲能 73
四、電感儲能技術(shù)發(fā)展趨勢 76
第六節(jié) 混合儲能 77
一、混合儲能系統(tǒng)的組合方式與結(jié)構(gòu) 77
二、電磁發(fā)射中的混合儲能 81
思考題 94
本章參考文獻 94
第三章 大功率變流技術(shù) 97
**節(jié) 電磁發(fā)射系統(tǒng)中的變流技術(shù) 97
一、電力電子技術(shù)在電磁發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用 97
二、電磁發(fā)射系統(tǒng)中常用的電力電子器件 99
三、大容量開關(guān)器件的串并聯(lián)問題 103
第二節(jié) 三相六脈波整流電路 107
一、三相橋式不可控整流電路 107
二、三相橋式可控整流電路 111
三、六脈波整流電路的諧波和功率因數(shù) 113
第三節(jié) 基于移相變壓器的多脈波整流電路 118
一、Y/Y△十二脈波整流電路 118
二、大功率移相變壓器 121
三、串聯(lián)型多脈波二極管整流器 136
四、分離型多脈波二極管整流器 144
第四節(jié) 多脈波整流系統(tǒng)直流側(cè)諧波抑制技術(shù) 148
一、帶雙抽頭均衡電抗器的六相整流電路 149
二、幾種常見整流電路的對比分析 155
三、不同抽頭數(shù)時的電路特性分析 157
第五節(jié) 多電平逆變器基本概論 158
一、多電平逆變器的定義和發(fā)展 159
二、多電平逆變器的基本工作原理、分類及特點 161
三、多電平逆變器的基本單元分析法 164
四、多電平逆變器的PWM控制 170
第六節(jié) 二極管鉗位式多電平逆變器 177
一、鉗位式多電平逆變器的分類 177
二、二極管鉗位式三電平半橋單元 177
三、單相全橋式二極管鉗位式三電平逆變電路 184
四、三相二極管鉗位式三電平逆變器 187
五、二極管鉗位式五電平逆變器 203
第七節(jié) H橋級聯(lián)式多電平逆變器 206
一、級聯(lián)式多電平逆變器的結(jié)構(gòu)及特點 206
二、2H橋級聯(lián)式多電平逆變器 210
三、3H橋級聯(lián)式多電平逆變器 220
第八節(jié) 脈沖功率電源技術(shù) 226
一、脈沖功率電源方案 226
二、高壓變換電源技術(shù) 227
思考題 232
本章參考文獻 233
第四章 直線電機原理 234
**節(jié) 直線電機概述 234
一、直線電機與旋轉(zhuǎn)電機的區(qū)別 234
二、直線電機基本概念 235
三、基本電磁場方程式 238
四、直線電機的類型 239
五、直線電機的應(yīng)用 242
第二節(jié) 直線感應(yīng)電機 243
一、直線感應(yīng)電機的發(fā)展及應(yīng)用 243
二、直線感應(yīng)電機的類型及原理 244
三、直線感應(yīng)電機與普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機的區(qū)別 248
四、直線感應(yīng)電機的優(yōu)點和缺點 253
五、直線電機的工作原理 254
六、直線電機氣隙磁場 257
七、直線感應(yīng)電機中幾種常用的繞組形式 267
八、等值電路及參數(shù)計算公式 272
九、電磁彈射器用直線感應(yīng)電機 278
第三節(jié) 直線感應(yīng)電機控制技術(shù) 285
一、直線感應(yīng)電機動態(tài)數(shù)學模型的建立 285
二、電磁彈射的動力學特征 287
三、速度開環(huán)與閉環(huán)控制 289
四、彈射系統(tǒng)控制過程 293
五、電磁彈射感應(yīng)電機的接近式位置檢測 296
六、長初級直線電機分段供電技術(shù) 298
七、緊急制動原理 300
八、電磁彈射系統(tǒng)仿真分析 300
思考題 305
本章參考文獻 306
第五章 電磁發(fā)射技術(shù)應(yīng)用 310
**節(jié) 電磁彈射系統(tǒng) 310
第二節(jié) 電磁軌道炮系統(tǒng) 315
一、電容器饋電軌道炮系統(tǒng)組成 315
二、電容器饋電系統(tǒng)中組件的設(shè)定 315
三、電容器饋電軌道炮系統(tǒng)仿真分析 316
第三節(jié) 電磁感應(yīng)線圈炮系統(tǒng) 318
一、重接式電磁感應(yīng)線圈炮系統(tǒng)工作原理 318
二、多級重接式電磁線圈炮系統(tǒng) 320
第四節(jié) 火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng) 324
一、火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng)組成 324
二、火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng)工作原理 326
三、線圈式火箭導彈電磁發(fā)射系統(tǒng) 326
思考題 329
本章參考文獻 329
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電磁發(fā)射原理(軍隊雙重建設(shè)教材) 節(jié)選
**章 緒論 將目標物體加速至更高的初速度是人類一直以來不懈追求的目標。在冷兵器時代，人類利用機械能來拋射物體；而后，隨著火藥在我國的發(fā)明，人類開始借助化合物燃燒或爆炸時產(chǎn)生的能量來完成目標物體的發(fā)射。化學能的應(yīng)用使得發(fā)射目標的初速度從每秒幾十米飛躍至每秒上千米，至此人類進入了熱兵器時代。然而，科技的發(fā)展遠未止步于此，20 世紀70 年代末，澳大利亞國立大學的科研人員利用一臺大型的單極發(fā)電機，成功地將一枚質(zhì)量為3 g 的聚碳酸酯彈丸加速至5.9 km/s，完美地證實了電磁發(fā)射技術(shù)在超高速發(fā)射領(lǐng)域所具備的無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢。電磁發(fā)射是一種全新概念的發(fā)射方式，電磁發(fā)射技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域都具有巨大的潛在優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景[1]。 **節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)概述 傳統(tǒng)發(fā)射方式已基本達到其物理極限，發(fā)射速度難以進一步提高。電磁發(fā)射技術(shù)利用電磁力（能）推進物體至高速或超高速，是繼機械能發(fā)射、化學能發(fā)射之后的一次發(fā)射方式的革命[1] 。人類研究電磁發(fā)射技術(shù)已逾百年，在其所涵蓋的儲能、電力變換、材料、信息網(wǎng)絡(luò)方面不斷取得技術(shù)突破。時至今日，電磁發(fā)射已逐步取代傳統(tǒng)發(fā)射方式，付諸工程實踐。 一、電磁發(fā)射系統(tǒng)組成 電磁發(fā)射系統(tǒng)是一類利用脈沖功率發(fā)生裝置產(chǎn)生的電磁力推動負載達到*大速度的裝置，它的實質(zhì)是將電磁能轉(zhuǎn)化為發(fā)射載荷動能的能量轉(zhuǎn)化裝置。圖1-1-1 為電磁發(fā)射系統(tǒng)構(gòu)成圖。電磁發(fā)射系統(tǒng)一般由儲能分系統(tǒng)、脈沖功率變換分系統(tǒng)、發(fā)射裝置（執(zhí)行機構(gòu)）、閉環(huán)運行控制分系統(tǒng)四部分組成。儲能分系統(tǒng)以較小的功率長時間地從電網(wǎng)吸收并存儲能量，當存儲的能量滿足發(fā)射所需后，待接收到發(fā)射命令，立即向脈沖功率變換分系統(tǒng)釋放能量；脈沖功率變換分系統(tǒng)將儲能分系統(tǒng)釋放的電能轉(zhuǎn)化為脈沖發(fā)射裝置工作所需的脈沖電能，產(chǎn)生電磁力推動發(fā)射體運動[1-2] ；閉環(huán)運行控制分系統(tǒng)在全過程中進行頂層控制，協(xié)調(diào)其他各組成部分的工作，并進行實時狀態(tài)監(jiān)測。 （一）儲能分系統(tǒng) 儲能分系統(tǒng)可在兩次發(fā)射（每次發(fā)射可包括多枚連發(fā)）的間隔時間內(nèi)，從供電系統(tǒng)提取并存儲下一次發(fā)射所需的能量，并將存儲的能量以脈沖形式快速轉(zhuǎn)化為電能。 電磁發(fā)射裝置瞬時功率極大（百兆瓦級至吉瓦級），按能量的存儲形式，現(xiàn)有適用于電磁發(fā)射的儲能方式主要有三種：①化學能，如蓄電池、火藥等；②機械能，如飛輪；③電磁能，如電容、超導等。 飛輪儲能是目前實現(xiàn)電磁發(fā)射裝置小型化的重要技術(shù)途徑和重要研究方向，為提高飛輪儲能系統(tǒng)的功率和能量密度，特別是當飛輪儲能系統(tǒng)的電動機與發(fā)電機功率基本相當時，驅(qū)動飛輪儲能系統(tǒng)的電動機與發(fā)電機已趨向于一體化設(shè)計。飛輪慣性儲能電機是具有廣泛應(yīng)用前景的高功率密度儲能裝置，一般由飛輪、電動機/發(fā)電機等組成。 飛輪儲能主要分為兩個階段：**階段為儲能準備階段，即通過拖動電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，飛輪儲能裝置將電能轉(zhuǎn)化為機械能，存儲在飛輪中；第二階段為釋放能量階段，即飛輪減速，發(fā)電機將機械能量轉(zhuǎn)化為電能釋放給用電設(shè)備。電機作為飛輪儲能系統(tǒng)中機電能量轉(zhuǎn)化接口的一部分，是實現(xiàn)電能與機械能相互轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件。飛輪慣性儲能電機放電時，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，其放電深度范圍很大，特別適用于放電深度不規(guī)則的場合。電力電子變換裝置，可準確控制飛輪的旋轉(zhuǎn)速度，從而控制飛輪慣性儲能電機的充放電，因此飛輪慣性儲能電機非常適合作為電磁彈射系統(tǒng)的儲能裝置。 電容儲能是電磁發(fā)射裝置中目前*為成熟、*為實用的儲能方式，它廣泛應(yīng)用于電磁軌道炮、電磁線圈炮、電磁裝甲、電磁雷彈等新型電磁動能武器中。在這些場合中使用的脈沖電容器能量密度相對較低，無法滿足連續(xù)工作的需要，通常需要配置能量密度較大的初級儲能裝置給脈沖儲能電容器充電。單次工作的脈沖發(fā)射裝置多采用常規(guī)的工頻電源不控整流后為儲能電容器充電，由于限流電阻的原因，這種充電方式的效率不會大于50%。由于這種充電電源頻率低，體積也較大，而且充電周期長，它很難滿足對效率、體積要求較高的可重復發(fā)射電磁發(fā)射裝置的需求。近年來發(fā)展起來的串聯(lián)諧振充電電源，特別是全橋串聯(lián)諧振充電電源，很好地解決了這一問題。與傳統(tǒng)直流電源相比，全橋串聯(lián)諧振充電電源具有體積小、效率高、功率密度大、適合大范圍變化的負載等優(yōu)點[3] ，是較為理想的充電電源；而且，全橋串聯(lián)諧振充電電源的輸出電流恒定，電容器電壓隨時間線性增長，極大地提高了電容器的充電速度，因此它在重復頻率實驗中得到了廣泛應(yīng)用。 （二）脈沖功率變換分系統(tǒng) 脈沖功率變換分系統(tǒng)是將儲能分系統(tǒng)輸出的能量轉(zhuǎn)化為電磁發(fā)射裝置所需的脈沖電能。對于采用直線感應(yīng)電機作為執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)射系統(tǒng)，脈沖功率變換分系統(tǒng)需要將儲能發(fā)電機發(fā)出的交流電通過整流逆變（若采用蓄電池或超級電容儲能，則只需逆變）變成電壓和頻率按特定規(guī)律變化的交流電來驅(qū)動直線電機，使電機始終運行在高效區(qū)，以保證其良好的動態(tài)性能。圖1-1-2 給出了電磁彈射裝置脈沖功率變換系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。在發(fā)射行程較長的應(yīng)用場合，為了提高電磁發(fā)射系統(tǒng)的效率和功率因數(shù)（power factor，PF），降低系統(tǒng)對電源容量的需求，還需采用分段供電技術(shù)。對于采用電容器激勵的軌道炮、線圈炮、電磁裝甲，脈沖功率變換分系統(tǒng)是脈沖成形技術(shù)，將電容器中存儲的電能按一定指標的電流脈沖波形釋放出來。脈沖成形網(wǎng)絡(luò)作為電能向脈沖負載供電的橋梁，為電磁軌道炮的導軌和電樞或線圈炮的驅(qū)動線圈提供超大電流，并且根據(jù)需要調(diào)節(jié)電流脈沖寬度。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，單個電源模塊難以達到要求，這就需要多個脈沖功率源模塊同時放電或時序放電，以取得理想的電流波形[4] 。2003 年1 月，S.B Jack、F.S Michael 和E.J Thomas 對大質(zhì)量發(fā)射體發(fā)射過程進行了模擬，電路采用基于電容儲能脈沖電源進行驅(qū)動，建立了由四個單脈沖功率電源組成的脈沖成形網(wǎng)絡(luò)，采用480 個電容器并聯(lián)時序放電，總?cè)萘繛?52 mF ，總能量為40 MJ ，采用半導體可控硅作為大功率開關(guān)，放電電流峰值達到7 MA，脈沖寬度達到7 ms 。 （三）發(fā)射裝置 發(fā)射裝置（執(zhí)行機構(gòu)）是指提供可控驅(qū)動磁場，并將一定質(zhì)量的物體發(fā)射至一定速度的裝置。發(fā)射裝置可承載電流能力為千安至兆安量級，出口速度依據(jù)發(fā)射質(zhì)量大小，在每秒幾十米至幾十千米。其主要形式有平板式直線感應(yīng)電機、圓筒型直線感應(yīng)電機、電磁軌道炮系統(tǒng)中的導軌和電樞，以及電磁線圈炮系統(tǒng)中的驅(qū)動線圈和電樞線圈等。圖1-1-3 給出了平板型雙邊直線感應(yīng)彈射電動機的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。 （四）閉環(huán)運行控制分系統(tǒng) 閉環(huán)運行控制分系統(tǒng)是電磁發(fā)射裝置與操作者之間的主要交互接口，是電磁發(fā)射系統(tǒng)的控制中心，它具有高可靠性、安全性、電磁兼容性。 閉環(huán)運行控制分系統(tǒng)控制電磁發(fā)射的全過程，實現(xiàn)發(fā)射過程的精確控制。該系統(tǒng)是一個實時控制、實時管理的系統(tǒng)，可實現(xiàn)對整個發(fā)射系統(tǒng)的監(jiān)控，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，及時分析、排除運行過程中出現(xiàn)的問題，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能檢查與故障診斷、系統(tǒng)測試與參數(shù)設(shè)定、工作狀況自動調(diào)節(jié)與監(jiān)控、動靜態(tài)參數(shù)自動測量與處理、測量結(jié)果管理與檢索、信息資源交互與共享，以及系統(tǒng)與子系統(tǒng)、子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間互訪等，真正實現(xiàn)測量、控制、監(jiān)視與技術(shù)支持于一體。該系統(tǒng)與艦船數(shù)據(jù)系統(tǒng)連接，接收發(fā)射公告、氣象信息，發(fā)送發(fā)射參數(shù)，使得發(fā)射控制人員可按發(fā)射步驟完成發(fā)射。 二、電磁發(fā)射技術(shù)分類 如圖1-1-4 所示，電磁發(fā)射技術(shù)按其應(yīng)用性質(zhì)的不同，可分為電磁式航空保障、電磁動能武器、電磁式航天重復發(fā)射與回收三類。其中：電磁式航空保障主要包括電磁彈射、電磁阻攔、電磁調(diào)運等，電磁彈射技術(shù)的發(fā)射長度為百米級，末速度可達100 m/s ；電磁動能武器主要包括電磁軌道炮、電磁線圈炮、潛艇電磁雷彈、電磁增程火箭炮、電磁迫擊炮、電磁槍、電磁裝甲等，電磁軌道炮的發(fā)射長度為十米級，末速度可達3 km/s ；電磁式航天重復發(fā)射與回收主要包括微小衛(wèi)星發(fā)射、航天運載物資發(fā)射、航天電磁回收等，微小衛(wèi)星電磁發(fā)射長度為千米級，末速度可達8 km/s 。三種技術(shù)的原理基本相同，涉及的具體關(guān)鍵技術(shù)有一定差別，但總的技術(shù)包括高能量密度儲能技術(shù)、大容量功率變換技術(shù)、大功率直線電機技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等。 三、電磁發(fā)射技術(shù)特點 以電磁炮為例，電磁發(fā)射技術(shù)的主要特點如下。 （1）速度快、動能大、精度高。由于電磁發(fā)射采用脈沖動力方式，其推動力一般比火藥的推動力大一個數(shù)量級，不但突破了常規(guī)導彈初速度2 km/s 的限制，還不受聲速限制，視彈丸質(zhì)量的大小，可將其加速至每秒幾千至幾十千米。巨大的速度意味著巨大的動能，僅僅通過彈丸的直接撞擊即可將目標徹底摧毀。而且，極高的飛行速度既可縮短射擊的提前量，又可減少彈丸的飛行時間，使彈丸不易受到外界環(huán)境（大氣、發(fā)射控制系統(tǒng)的誤差）干擾，保證了彈丸的精度。 （2）射彈質(zhì)量范圍大。電磁發(fā)射器發(fā)射的物體可大可小，既可發(fā)射質(zhì)量為幾克的小彈丸，也可發(fā)射噸級質(zhì)量的射彈或航天器，因此電磁發(fā)射的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。由于速度快，在相同動能情況下彈丸小而輕，可在作戰(zhàn)平臺、坦克、艦船、飛機上攜帶更多的彈丸，并且易于實現(xiàn)裝填自動化和提高射速。 （3）性能優(yōu)良、可控性好。電磁發(fā)射不存在常規(guī)火炮那種因點火過程和彈藥燃燒不均勻而出現(xiàn)的延遲點火、突然撞擊、加速度突變等現(xiàn)象，其性能穩(wěn)定，重復性好。化學發(fā)射器是采用改變發(fā)射藥或推進劑裝藥量來改變射程的，而電磁發(fā)射器是采用電流變化來控制發(fā)射速度和改變射程的，其控制精度更高。 （4）能源簡易、成本低。電磁發(fā)射器不像液體發(fā)射藥火炮和火箭那樣需要優(yōu)良的合成燃料和推進劑，在固定工作時僅用電廠的電力，機動工作時用低烴類燃料發(fā)電即可。電磁發(fā)射的能源是電能，其成本僅為上述化學推進劑的1%左右，并且不存在處理廢火藥的困難和麻煩。 （5）裝彈快、效率高。由于電磁炮大多可后膛開放，無炮閂，甚至前發(fā)未出炮口后發(fā)便可裝填，其效率比火炮高，而且不像火炮那樣隨初速度變化。電磁發(fā)射技術(shù)用于天基作戰(zhàn)平臺時，與粒子束武器相比，其質(zhì)量更輕，體積更小。 第二節(jié) 電磁發(fā)射技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 電磁發(fā)射概念的提出可上溯至一百多年前。1844 年，Colonel Dixon 在Newly Invented Electric Gun 中首次提到了“電磁炮”的概念。1845 年，加拿大哥倫比亞學院的查爾斯（Charles ）教授制造了世界上**臺采用電池供電的電磁線圈炮。1901 年10 月16 日，挪威奧斯陸大學物理學教授伯克蘭（Birkeland ）獲得了**個“電火炮”專利，在奧斯陸大學的科學博物館里仍保存著這個實物，這是電磁發(fā)射技術(shù)發(fā)展的里程碑。之后，他又創(chuàng)辦了兩個專刊，他提出的許多觀點延續(xù)至今。1916 年6 月22 日，法國科學家福昌（Fauchon）等**個申請了“軌道炮”專利。該裝置可在2 m 內(nèi)將50 g 的彈丸加速至200 m/s ，供電電壓為40～50 V，電流為5 kA。美國、蘇聯(lián)/俄羅斯、英國的科學家也對電磁發(fā)射進行了研究。發(fā)展至今，電磁發(fā)射裝置的種類已經(jīng)很多，其中技術(shù)較為成熟的有電磁彈射、電磁炮、電磁推射等。 一、國外發(fā)展現(xiàn)狀 （一）電磁彈射和電磁阻攔技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1. 電磁彈射 現(xiàn)代航母技術(shù)中，起飛技術(shù)、著艦引導技術(shù)、著艦阻攔技術(shù)并列為艦載機安全上艦的三大核心技術(shù)。起飛技術(shù)主要包括滑躍起飛技術(shù)和彈射起飛技術(shù)兩種。滑躍起飛技術(shù)存在無法實現(xiàn)固定翼預警機等小推重比飛機在母艦起飛的缺陷；彈射起飛技術(shù)不僅解決了上述問題，而且使艦載機起飛條件要求更低，出動能力更強，作戰(zhàn)使用更靈活，大大提高了航母編隊的綜合作戰(zhàn)能力。 航母飛機彈射器主要有液壓彈射器、蒸汽彈射器、電磁彈射器三種。世界上*早的彈射器是由美國海軍上尉埃利森（Ellison ）于1911 年研制成功的。這種原始的彈射器由三條繩索和
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